Caderno
15
Ondulatória
Conteúdos
Movimento Harmônico Simples, Sistema Massa-Mola, Pêndulo Simples, Classificação de Ondas, Equação Fundamental da Ondulatória, Função de Onda, Intensidade Luminosa, Fenômenos Ondulatórios, Onda Estacionária, Cordas Sonoras, Tubos Sonoros, Qualidades do Som e Efeito Doppler.
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Do que se Trata?
...
Confira!
Uma onda é um rótulo que descreve a propagação de energia através do vácuo ou de um meio, sem deslocamento deste, e pode ser identificada como tal se refletir, refratar, difratar, exibir interferência e, no caso de ondas transversais, puder ser polarizada.
Sobre essa entidade, a onda, é que irão tratar os exercícios deste Caderno.
01
(UPE_Adaptado) Nas últimas décadas, o cinema tem produzido inúmeros filmes de ficção científica com cenas de guerras espaciais, como STAR WARS. Com exceção de 2001 UMA ODISSÉIA NO ESPAÇO, essas cenas apresentam explosões com estrondos impressionantes, de efeitos luminosos espetaculares, tudo isso no espaço interplanetário.
Comparando STAR WARS que apresenta efeitos sonoros de explosão, com 2001 UMA ODISSÉIA NO ESPAÇO, que não os apresenta, são feitas as afirmações abaixo. Com relação a essas, julgue-as em Verdadeiras ou Falsas, justificando àquelas que julgar como falsas.
( ) As ondas sonoras são ondas mecânicas e, por isso, não se propagam no vácuo.
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( ) 2001, Uma Odisseia no Espaço está de acordo com as leis da Física, enquanto Guerra nas Estrelas não está.
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( ) Ambos os filmes não estão de acordo com as leis Físicas, no que diz respeito aos efeitos luminosos, pois a luz é uma onda eletromagnética longitudinal e, por isso, não pode se propagar no vácuo.
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( ) Os estrondos são mais fracos que os exibidos no cinema, pois no vácuo os sons se propagam com baixa velocidade.
Resolução Comentada
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03
(UCB-DF) Um estudante fez sua primeira experiência para observação dos fenômenos ondulatórios, num lago próximo à sua casa. Agitando sua mão na água, ele produziu uma série de pulsos, isto é, uma onda periódica. Observou que elas percorriam 100 cm em 4 segundos e que a distância entre duas cristas sucessivas era de 5 cm. Baseando-se nessas informações, as quais desconsideraram a resistência do ar, é INCORRETO afirmar que:
a) A velocidade de propagação dos pulsos é igual a 25 cm/s.
b) O comprimento de onda pode ser conhecido medindo-se a distância entre duas cristas sucessivas e, portanto, vale 5 cm.
c) A frequência com que o estudante agita a mão é de 5 Hz.
d) O comprimento da onda é uma característica que depende da amplitude do movimento da fonte.
e) A velocidade do pulso no lago depende das características desse meio.
05
(EFOMM_Marinha) Considere a velocidade da luz no ar 300000 km/s e a velocidade do som no ar 340 m/s. Um observador vê um relâmpago e, 3 segundos depois, ele escuta o trovão correspondente. A distância que o observador está do ponto em que caiu o raio é de aproximadamente
a) 0,3 km.
b) 0,6 km.
c) 1 km.
d) 3 km.
e) 5 km.
06
Dois alto-falantes, A e B, colocados próximos um do outro, estão ligados em sistemas de amplificação diferentes e emitem sons simples de intensidades iguais, com frequências respectivamente iguais a 402 Hz e 400 Hz. Um observador situado próximo às fontes:
a) ouvirá apenas o som do alto-falante A.
b) ouvirá apenas o som do alto-falante B.
d) ouvirá um som de frequência e intensidade constante.
c) não ouvirá som algum, pois ocorrerá uma interferência destrutiva.
e) ouvirá um som com uma frequência igual a 401 Hz, de intensidade variável que passa por máximos duas vezes por segundo.
07
(UFRN) Pedro está trabalhando na base de um barranco e pede uma ferramenta a Paulo, que está na parte de cima (ver figura). Além do barranco, não existe, nas proximidades, nenhum outro obstáculo. Do local onde está, Paulo não vê Pedro, mas escuta-o muito bem porque, ao passarem pela quina do barranco, as ondas sonoras sofrem
a) convecção.
b) reflexão.
c) polarização.
d) difração.
e) interferência.
08
A figura representa as ondas produzidas por duas fontes 1 e 2, que vibram na superfície de um liquido. X, Y e Z são pontos da superfície do liquido. As circunferências indicam cristas. Considere que na região indicada não há amortecimento das ondas.
Se x, y, e z são as amplitudes de vibração da água nos pontos X, Y e Z, qual das seguintes relações está correta?
[ Para ver a resolução de uma aplicação matemática deste conteúdo, visite o link: https://youtu.be/q2RlYLNTHYQ ]
a) x = y = z.
b) x > y > z.
c) x = y > z.
d) x < z e x < y.
e) x < y < z.
09
(UFSC) Dois músicos se apresentam tocando seus instrumentos: uma flauta e um violino. A flauta e o violino estão emitindo sons de mesma altura, mas de intensidades diferentes – a intensidade do som do violino é maior do que a intensidade do som da flauta. Uma pessoa, cega, encontra-se a uma mesma distância dos dois instrumentos, estando a flauta à sua direita e o violino à sua esquerda. A pessoa é capaz de distinguir os sons de um violino e de uma flauta. Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
( ) É possível perceber que o violino está à sua esquerda e que a flauta está à sua direita, devido aos timbres diferentes dos sons emitidos pelos dois instrumentos.
( ) A pessoa é capaz de perceber que o violino está à sua esquerda e que a flauta está à sua direita, porque o som que está sendo emitido pelo violino é mais agudo e o som da flauta é mais grave.
( ) É possível a pessoa perceber que os dois instrumentos estão emitindo a mesma nota musical, porque uma nota musical é caracterizada pela sua frequência.
( ) O som que está sendo emitido pelo violino tem a mesma frequência do som que está sendo emitido pela flauta; por isso, a pessoa percebe que são de mesma altura.
( ) A forma da onda sonora do violino é diferente da forma da onda sonora da flauta; por isso, os sons desses instrumentos apresentam timbres diferentes.
( ) O som que está sendo emitido pelo violino é mais alto do que o som que está sendo emitido pela flauta.
( ) Na linguagem vulgar, dizemos que a pessoa percebe o som do violino “mais forte” do que o som da flauta.
10
A velocidade de propagação de ondas numa corda de violão comum, de 50 cm de comprimento, é de 500 m/s. Nesta corda, as frequências correspondentes ao som fundamental e a som produzido no 4º harmônico, respectivamente, serão de:
a) 100 Hz e 500 Hz.
b) 250 Hz e 1000 Hz.
c) 500 Hz e 2000 Hz.
d) 1000 Hz e 250 Hz.
e) 2000 Hz e 1600 Hz.
11
(ENEM) Dois engenheiros estão verificando se uma cavidade perfurada no solo está de acordo com o planejamento de uma obra, cuja profundidade requerida é de 30 m. O teste é feito por um dispositivo denominado oscilador de áudio de frequência variável, que permite relacionar a profundidade com os valores da frequência de duas ressonâncias consecutivas, assim como em um tubo sonoro fechado. A menor frequência de ressonância que o aparelho mediu foi 135 Hz. Considere que a velocidade do som dentro da cavidade perfurada é de 360 m/s.
Se a profundidade estiver de acordo com o projeto, qual será o valor da próxima frequência de ressonância que será medida?
a) 137 Hz.
b) 138 Hz.
c) 141 Hz.
d) 144 Hz.
e) 159 Hz.
Respostas
01. V; V; F (Ambos os filmes estão de acordo com as leis Físicas, no que diz respeito aos efeitos luminosos, pois a luz é uma onda eletromagnética que se propaga no vácuo e em meios materiais. Além disso, todo onda eletromagnética é uma onda transversal); F (Não é uma questão de diminuir de velocidade, o som não se propaga no vácuo devido à ausência de matéria).
02. a) 7,5 cm e 28 cm; b) 2,5 Hz e 70 cm/s.
03. Letra D.
04. 17 m.
05. Letra C.
06. Letra E.
07. Letra D.
08. Letra C.
09. V, F, V, V, V, F, V.
10. Letra C.
11. Letra C.